2024年2月24日发(作者：)

信息化工业DOI：10.16660/.1674-098X.1910-9898-19112020 NO.22Science and Technology Innovation Herald科技创新导报用WinCC实现S7-200控制系统的远程监控①

郝娟芳 张润怀(包头钢铁职业技术学院 内蒙古包头 014030)摘 要：PLC自动控制系统是目前工业自动化应用的主流, 西门子S7-200 PLC在小型PLC控制系统中应用非常广泛。WinCC是SIEMENS与Microsoft公司合作开发的开放的过程可视化系统，WinCC可以实现S7-300和S7-400控制系统的远程监控，但不能与S7-200进行直接通信。为了让S7-200也能与WinCC通信，西门子开发了专门用于S7-200 PLC的OPC服务器(server)软件PC Access, S7-200 PLC可以通过PC Access与WinCC通信。本文以一个“楼宇高位水箱水位PLC控制系统”实际应用的简单实例，详细介绍了用WinCC实现对S7- 200控制系统的远程监控。关键词：S7- 200 PC Access WinCC 远程监控 控制系统中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2020)08(a)-0001-05Remote Monitoring of S7-200 Control System with WinCCHAO Juanfang ZHANG Runhuai(Baotou Iron&Steel Vocational Technical College, Baotou, Inner Mongolia Autonomous Region, 014030

China)Abstract: PLC automatic control system is the mainstream of industrial automation application at present,

and siemens S7-200 PLC is widely used in small PLC control system. WinCC is an open process visualization

system jointly developed by SIEMENS and Microsoft. WinCC can realize remote monitoring of S7-300

and S7-400 control systems, but cannot communicate directly with S7-200. In order to make S7-200

communicate with WinCC , Siemens developed OPC server (Server) software PC Access, which is specially

used for S7-200 PLC. S7-200 PLC can communicate with WinCC through PC paper introduces

in detail the operation process of remote monitoring of S7-200 control system with WinCC with a simple

example of practical application of "PLC control system for high water level of building".Key Words: S7- 200; PC Access; W inCC; Remote monitor and control; Control systemPLC自动控制系统是目前工业自动化应用的主流。西门子S7-200PLC具有操作简单的硬件和软件，体积小、速度快、标准化，具有网络通信能力，功能强，可靠性高，系统配置方便。S7-200PLC控制系统在集散自动控制系统中充分发挥其强大功能，使用范围从替代继电器的简单控制到更复杂的自动控制，与自动检测，自动化控制有关的工业及民用领域，包括各种机床、机械、电力设施、民用设施、环境保护设备等都在广泛使用。为了能够及时掌握控制系统的运行状态，还需建立控制系统的在线远程监控。控制系统的远程计算机监控，不但监控画面信息量大，画质细腻形象，而且可以大大减少操作人员的劳动强度。通过计算机还可以实现系统运行数据的归档、分析和报表打印等。本文以一个实际应用实例：楼宇高位水箱水位PLC控制系统，说明用WinCC实现S7-200控制系统远程监控的方法。1 高位水箱水位PLC控制系统的硬件组成及工作原理本控制系统的PLC选用CPU224XP，通信模块选用S7-200的以太网扩展模块CP243-1。整个系统由深井水源、潜水泵、逆止阀、上水管网、高位水箱、水位传感器、供水管网、用户阀门、控制箱以及远程计算机组成（见图1）。潜水泵置于深井当中，水泵起动时，通过管道将深井水抽至高位水箱，使水箱水位升高，打开①作者简介：郝娟芳（1971—），女，汉族，内蒙古包头人，硕士，高级讲师，主要从事工业电气自动化研究。

科技创新导报

Science and Technology Innovation Herald1

科技创新导报2020 NO.22Science and Technology Innovation Herald信息化工业图1 高位水箱水位控制系统工作原理图图2 以太网向导1图3 以太网向导2放水阀门，水箱水位降低。通过人机界面或远程计算机设定水位上限和水位下限，则PLC程序会通过水位传感器随时检测水箱水位，自动控制水泵的起停，使水位保持在水位上下限之间。3 电脑需安装的应用软件（1） S7-200的编程软件：STEP 7 MicroWIN V4.0

SP9。（2）西门子WinCC组态软件：WinCC V7.0+SP3。（3）专用于S7-200 PLC 服务器（Server）的V1.0

PC Access SP6。2 高位水箱水位PLC控制系统的控制要求实现水泵的手动控制及水箱水位自动控制。（1）通过接在PLC输入点上的起动按钮和停止按钮，对水泵手动控制。（2）通过接在PLC输入点上的手自动转换开关，实现水泵手动控制和自动控制之间的转换。（3）在WinCC组态画面上组态起动按钮和停止按钮，对水泵手动控制。（4）在WinCC组态画面上组态手自动转换开关，开关打至自动位置时，实现水位自动控制。当水位低于水位下限时，水泵启动，当水位高于水位上限或水泵过载时，水泵停止。（5）在WinCC组态画面上组态过载复位按钮。当水泵过载解除后，按下过载复位按钮，水泵方可重新启动。2科技创新导报

Science and Technology Innovation Herald4 用WinCC远程监控S7-200PLC控制系统4.1 WinCC与S7-200 的以太网通信为了通过以太网实现计算机的远程监控，系统中增加了S7-200的以太网扩展模块CP243-1，首先需要在编程软件中对该模块进行一些必要的配置。单击编程软件“操作栏”的按钮，单击→

→→，如图2所示。如果要将CP243-1连接至已有的局域网，则需按照该局域网所要求的IP地址进行设置，本系统中的CP243-1只和PLC连接，因此可以任意设定，如将IP地址设为192.168.1.1，子网掩码设为255.255.255.0，单击

按钮，如图3所示。将“要为此模块配置的连接数目”设置为1（视实

信息化工业图4 以太网向导3 图7 计算机本地连接IP地址际连接数而定，本系统为1），单击按钮，如图4所示。选中“接受所有连接请求”复选框，本地的TSAP默认为10，将远程的TSAP改为11，并记住这两个传输服务访问点，在以后的设置中要用到。单击→

→→→，到此完成了通信模块的设置。4.2 编写以太网通信程序CP243-1配置好后，在程序中调用以太网控制子程序才能正确通信。定义网络1为“以太网通信”，如图5所示，分别点红色 ？，输入地址（不可与程序在其它地址冲突）即可，如图6所示。首先将程序块和系统块通 过PPI电缆下载至PLC，然后将CPU断一次电，再重新上电，这样上述设2020 NO.22Science and Technology Innovation Herald科技创新导报图5 以太网通信程序1 图6 以太网通信程序2图8 设置接口置才能起作用。此后，就可以通过以太网实现计算机与PLC之间的通信了。4.3 通过以太网实现程序的下载和监视插好计算机与CP243-1之间的网线，设置本地连接属性，如图7所示。计算机本地连接的IP地址必须和已经下载至PLC中 的CP243-1的IP地址设为同一网段不同地址(如已下载至PLC的是192.168.1.1，此处设为192.168.1.2）连接网线并拼一下PLC的IP。如果连接成功，再进行下面通信接口的设置。打开编程软件，单击操作栏中的图标，弹出“设置PG/PC接口”对话框，如图8所示。选中TCP/IP，单击两次按钮，此时就可以用网线进行程序的下载、监视和测试了。这些设置也科技创新导报

Science and Technology Innovation Herald3

科技创新导报2020 NO.22Science and Technology Innovation Herald图9 PC Access中添加的项目图11 添加后的驱动程序是和Win CC之间进行以太网通信的必要条件。4.4 PC Access SP3的设置和应用WinCC 要访问S7-200的数据必须通过PC Access，它是连接WinCC与S7-200的桥梁。PC Access从S7-200中读取数据，WinCC从PC Access 中读取数据。首先在PC Access中建立与PLC的连接，然后建立WinCC需要访问的数据，在PC Access中称为项目，所建项目通过测试后，说明连接成功，就可以被WinCC访问。(1)建立PC Access 项目。双击PC Access快捷图标将其打开，新建一个PC Access项目文件，将其起名，选择路径保存。(2)建立PC Access与PLC的连接。在新建的PC Access中，右击MicroWin(TCP/IP),选择“新PLC(N…)”选项，右击NewPLC,在弹出的快捷菜单中选择“属性”选项，输入IP地址（该地址要和下载至PLC中的IP地址完全一致），填写本地和远程的TASP（注意与PLC中的本地和远程的TASP正好相反），单击按钮。

(3)增添PLC项目（变量连接）。将WinCC项目中要访问的所有PLC变量都添加到PC Access中。方法：右击NewPLC，依次选择“新”、4科技创新导报

Science and Technology Innovation Herald信息化工业图10 WinCC 新建的项目图12 导入的变量“项目”，弹出项目属性对话框，填写变量的符号、地址、读写要求、数据类型，单击按钮，即定义了一个变量。如图9为本系统需要定义的全部变量。(4)测试客户机。通过测试客户机，可以检验各变量的通信质量，左键拖动任意变量至“客户机测试窗口”，在工具栏中单击图标进行测试，如果变量后面的“质量”一栏显示“好”，说明通信及变量测试正常，可以在WinCC中调用了。4.5 WinCC组态(1)新建项目。双击快捷图标打开WinCC，单击图标，选择新建一个“单用户项目”，单击按钮，填写项目名称和保存路径，单击按钮。注意，WinCC项目的保存路径不可嵌套太多，而且无论保存路径中各文件夹以及项目名称里，都不要包含汉字，否则运行可能不正常。等待新建项目全部打开后，如图10所示。(2)添加驱动程序。必须添加OPC驱动程序WinCC才能实现对PC

Access的访问。右击“变量管理”，在弹出的快捷菜单(下转8页)

科技创新导报2020 NO.22Science and Technology Innovation Herald信息化工业图5及图6所示。等。其三，实施团队的选择，航天工程公司数字化交付平台由实施经验相当丰富的平台团队搭建，补充了不少需求团队未考虑的问题，如：模型的大小对浏览效果的影响，特殊字符，外部参照可能存在显示内容完整性的影响等。4 结语数字化交付作为数字化工厂的重要数据来源，已经越来越受到重视。在可预见的未来，数字化交付极有可能成为一个工程公司必要的能力之一。本文通过航天工程公司数字化交付平台建设过程中的点点滴滴，简明阐述了平台建设的过程，对其中的难点和解决对策做了重点描述。愿与大家一起为工程数字化添砖加瓦。3 数据移交数字化交付的最终目的是“交付”，交付一个节点，但是设计是一个过程，如何保障数据交付的及时性、完整性、规范性是交付过程中需要关注的重点。难点：在设计结束时，统一收集交付数据，存在几点问题。（1）整理时间长，可能影响交付进度。（2）收集齐全数据和文件难度增加。（3）设计过程中如有不符合数字化要求的文件难以发现。（4）设计人员需根据设计和数字化两方面要求，重复做两遍资料整理工作。对策：在设计过程中对文件进行实时收集整理，最好有专门的设计文件管理系统。航天工程公司建设了设计过程管控和文件归档一体化的设计文件协同管理系统。通过建设设计文件协同管理平台和数字化交付平台接口，实现设计过程管控和交付无缝衔接。同时，数字化交付平台从协同管理数据库调取数字化交付物后，可根据数字化交付要求对交付物进行自动命名及分类管理，缩短了交付时间。本项目数字化交付平台与设计文件协同管理平台接口逻辑及交付流程分别如(上接4页)参考文献[1] 樊军锋.智能工厂数字化交付初探[J].石油化工自动化,2017,53(3):15-17.[2] 葛春玉.浅谈石油化工工程建设项目数字化交付[J].石油化工建设,2019,41(2):5-8.[3] 张大龙.数字化电厂设计工作研究[J].科技资讯,2017,15(28):25-26.

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中选择“添加新的驱动程序”命令，选择,单击

按钮，展开OPC，可以看到添加的驱动程序，如图11所示。(3)建立新的连接，引入OPC服务中的变量。右击OPC Groups(OPCHN Unit ＃1)，在弹出的快捷菜单中选择“系统参数”选项，弹出“OPC条目管理器”窗口，单击前的“+”号，选择S7-200

OPCServer,单击按钮，单击按钮，双，界面中会显示在OPC服务器中建立的击，单击变量，将这些变量选中，单击按钮，单击按钮，选中选项，单击

按钮，即可将变量导入WinCC中。如图12所示。在新建的连接中可以看到添加进来的变量，这些变量都可以在组态画面时调用。统中应用非常广泛。在计算机高度普及的今天，常常需要把旧的小型控制系统纳入远程监控范畴。该实例的操作过程可以作为S7-200远程监控的一个范例。参考文献[1] 马润.对PLC自动控制系统的可靠性问题与其设计方案的探究[J].中国高新区,2018(2):26.[2] 陈萍.对PLC自动控制系统的可靠性问题与其设计方案的教学探究[J].当代教育实践与教学研究,2017(10):74.[3] 新型数字隔离器提升PLC效能[J].电子元器件与信息技术,2018,2(3):66-68.[4] 谷灵莉.基于ZigBee协议的远程监控系统设计研究[J].科技资讯,2016,14(26):14-15,17.[5] 刘刚.用于电梯的计算机远程监控网络系统研究[J].科技创新导报,2019,16(23):139,141.[6] 贲雪.电子信息工程综合实践中信号处理系统的研究[J].科技创新导报,2019,16(30):108-109.[7] 旷利平.探讨城轨中信号系统的接口设计[J].科技创新导报,2019,16(33):61-62.5 结语以上是用WinCC实现S7-200控制系统远程监控的一个简单实例。通过以上步骤，即可用WinCC实现S7-200控制系统的远程监控。S7-200在小型自动控制系8科技创新导报

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